hbm扭矩传感器原理详解

扭矩传感器自出现，在短短时间内已经应用于各个行业中，成为传感器家族中不可或缺的一个品种。

一、扭矩传感器的特点：

1.既可以测量静止扭矩，也可以测量旋转转矩;

2.既可以测量静态扭矩，也可以测量动态扭矩；

3.检测精度高，稳定性好；抗干扰性强;

4.体积小，重量轻，多种安装结构，易于安装使用；

5.不需反复调零即可连续测量正反转扭矩;

6.没有导电环等磨损件，可以高转速长时间运行；7.传感器输出高电平频率信号可直接送计算机处理；8.测量弹性体强度大可承受100%的过载。

二、扭矩传感器的测量原理：

将专用的测扭应变片用应变胶粘贴在被测弹性轴上并组成应变桥，向应变桥提供电源即可测得该弹性轴受扭的电信号。将该应变信号放大后，经过压/频转换，变成与扭应变成正比的频率信号。本系统的能源输入及信号输出是由两组带间隙的特殊环型变压器承担的，因此实现了无接触的能源及信号传递功能。

三、扭矩传感器原理结构：

在一段特制的弹性轴上粘贴上专用的测扭应片并组成变桥，即为基础扭矩传感器；在轴上固定着：

（1）能源环形变压器的次级线圈，（2）信号环形变压器初级线圈，（3）轴上印刷电路板，电路板上包含整流稳定电源、仪表放大电路、V/F变换电路及信号输出电路。

四、扭矩传感器工作过程：

向传感器提供±15V电源，激磁电路中的晶体振荡器产生４００Hz的方波，经过TDA2030功率放大器即产生交流激磁功率电源，通过能源环形变压器T1从静止的初级线圈传递至旋转的次级线圈，得到的交流电源通过轴上的整流滤波电路得到±５V的直流电源，该电源做运算放大器AD822的工作电源；由基准电源AD589与双运放AD822组成的高精度稳压电源产生±4.5V的精密直流电源，该电源既作为电桥电源，又作为放大器及V/F转换器的工作电源。

当弹性轴受扭时，应变桥检测得到的mV级的应变信号通过仪表放大器AD620放大成1.５v±1v的强信号，再通过V/F转换器LM131变换成频率信号，通过信号环形变压器T2从旋转的初级线圈传递至静止次级线圈，再经过传感器外壳上的信号处理电路滤波、整形即可得到与弹性轴承受的扭矩成正比的频率信号，该信号为TTL电平，既可提供给专用二次仪表或频率计显示也可直接送计算机处理。由于该旋转变压器动--静环之间只有零点几毫米的间隙，加之传传感器轴上部分都密封在金属外壳之内，形成有效的屏蔽，因此具有很强的抗干扰能力。

五、扭矩传感器的应用：

1.检测发电机，电动机 ，内燃机等旋转动力设备输出扭矩及功率。

2.检测减速机，风机，泵，搅拌机，卷扬机，螺旋桨，钻探机械等设备的负载扭矩及输入功率。

3.检测各种机械加工中心，自动机床的工作过程中的扭矩。

4.各种旋转动力设备系统所传递的扭矩及效率；

5.检测扭矩的同时可以检测转速，轴向力。

6.可用于制造粘度计，电动（气动，液力）扭力扳手。

HBM扭矩传感器（或称为扭矩测力传感器）是一种用于测量旋转或扭曲力矩的仪器。它是通过应变测量原理工作的。具体原理如下：

1. 应变片：HBM扭矩传感器中的关键组成部分是一个或多个应变片。应变片是由电阻材料制成的薄片，当受到扭转力时，它会产生形变。这种形变会导致应变片上的电阻值发生变化。

2. 桥路电路：HBM扭矩传感器中的应变片组成一个电桥。电桥由四个电阻分支组成，通常是由两个应变片组成的。当扭转力作用在应变片上时，其中两个应变片会拉伸，而另外两个则会压缩。这样就会引起电桥的电阻值发生变化。

3. 信号放大器：为了测量电桥的输出信号，传感器上安装了一个信号放大器。该放大器通过放大电桥中电阻值的微弱变化，将其转换为可读取的电压或电流信号。

4. 输出：HBM扭矩传感器的输出信号可以是模拟信号，如电压或电流，也可以是数字信号，如脉冲信号。这些输出信号可以连接到数据采集系统、控制器或显示器上进行进一步处理和显示。总结起来，HBM扭矩传感器的工作原理是通过测量应变片的电阻值变化，将扭转力转换为可读取的电信号输出。这种传感器可以应用于各种领域，如工业自动化、汽车工程、航空航天等，用于测量扭矩或力矩的大小和方向。